m6A与糖尿病创面关系的相关研究进展

唐丽珠 麻华胆 吴标良

[专家介绍] 吴标良，教授、主任医师，医学博士，美国哈佛大学医学院留学归国，博/硕士研究生导师，内分泌学科带头人，主要从事糖尿病及其各种急慢性并发症的基础及临床研究。现任右江民族医学院附属医院大内科主任兼内分泌科副主任，兼任中国中医外治学会委员，广西医学会内分泌学分会、糖尿病学分会、老年学分会、骨质疏松学分会委员，百色市医学会内分泌学分会副主任委员等职。已发表科研论文30余篇，其中中文核心10余篇，SCI收录3篇。主持国家自然科学基金2项、广西自然科学基金2项，主持、参与其他国家级、省部级、市厅级研究课题近10项，主编、參编教材/专著3部。曾获广西科技进步二等奖、百色市科技进步一等奖等多项科研奖励。

【摘要】  N6-甲基腺苷（N6-methyladenosine，m6A）是真核细胞中最普遍、最丰富的转录后RNA修饰类型。近年来有研究表明m6A在细胞分化及免疫/炎症反应等过程中有重要的调控作用。糖尿病创面愈合受炎症细胞因子、巨噬细胞、自噬、血管生成等多种因素的影响。越来越多的研究证明，炎症细胞因子、巨噬细胞、自噬、血管生成、骨形态发生蛋白等与m6A密切相关。文章就m6A与糖尿病创面关系的研究作一简要综述。

【关键词】  N6-甲基腺苷（m6A）;糖尿病;糖尿病创面;巨噬细胞;自噬;骨形态发生蛋白

中图分类号： R587.2    文献标志码： A    DOI： 10.3969/j.issn.1003-1383.2021.08.001

Research progress on relationship between m6A and diabetic wound

TANG Lizhuab， MA Huadanab， WU Biaolianga▲

（a.Department of Endocrinology of Affiliated Hospital， b.Graduate School，  Youjiang Medical University for Nationalities， Baise 533000， Guangxi， China）

【Abstract】   N6-methyladenosine （m6A） is the most widespread and plentiful type of post-transcriptional RNA modification in eukaryocytes. In recent years， researches have shown that m6A plays a significant role in cell differentiation and immune/inflammatory reaction. Diabetic wound healing is affected by inflammatory cytokines， macrophages， autophagy， angiogenesis and other factors. More and more studies have proved that inflammatory cytokines， macrophages， autophagy， angiogenesis， bone morphogenetic protein are closely related to m6A. Therefore， this article will make a brief review on relationship between m6A and diabetic wound.

【Key words】  m6A; diabetes; diabetic wound; macrophage; autophagy; bone morphogenetic protein

糖尿病创面是由糖尿病引起的深部组织、血管和神经末梢的损伤所致。近年来，糖尿病溃疡创面的发病率随着糖尿病的流行而增加[1]。目前，基因表达调控已有广泛的研究。人们已经意识到DNA的表观遗传修饰可以调节基因表达和染色质组织。当前许多研究发现一个额外的调节层，这就是RNA的修饰[2]。最普遍的RNA修饰方法之一是m6A甲基化，即N6-甲基腺苷，它是指腺苷在氮-6位置上的甲基化。m6A修饰调控与人类多种疾病相关，包括发育异常、癌症、免疫性疾病、代谢性疾病、骨质疏松等[3～8]。然而，m6A修饰在糖尿病创面愈合过程中的功能及其潜在调控机制尚不完全明确。近年来，学者们逐渐认识到m6A在糖尿病创面愈合中的作用。

1 m6A的发现与功能

20世纪70年代，在哺乳动物细胞中mRNA5'结构的基团偶然发现多聚腺苷酸RNA富含m6A修饰[9～10]。由于当时缺乏检测m6A修饰的技术，因此对其潜在功能的研究有限。2011年的一项研究表明[11]，肥胖相关蛋白（fat mass and obesity-associated protein，FTO）被证实能够有效地清除RNA上的m6A修饰，表明m6A修饰蛋白的作用可能起到了调节作用。随后通过多种针对m6A的高通量测序技术， m6A对RNA的调控机理越来越清晰。m6A的修饰是一个具有动态和可逆性的过程，它包括3类催化酶，分别为甲基化酶、去甲基化酶和阅读蛋白[12]。甲基化酶主要包括甲基转移酶蛋白3（methyltransferase-like 3，METTL3）、甲基转移酶蛋白14（methyltransferase-like 14，METTL14）、Wilms肿瘤相关蛋白1等。去甲基酶主要包括相应的alkB同源RNA去甲基化酶蛋白5（alkB homologue 5，ALKBH5）和FTO。m6A的修饰还可以由甲基化阅读蛋白来决定，比如YT521-B 同源物域家族蛋白 2（YT521-B homology domain family of proteins 2，YTHDF2）[11，13]。m6A 几乎参与了RNA 代谢的所有进程，包括 mRNA 翻译、降解、剪接、出核和折叠，从而调控多种细胞进程，包括自我修复、分化、侵袭和凋亡[14]。

2 m6A与2型糖尿病

2型糖尿病（type 2 diabetes，T2DM）是一种以持续性高血糖症为特征的代谢疾病。目前有多项研究已经显示出m6A和糖尿病有着密切的关系。早期研究显示[15]，m6A可强烈刺激大鼠脂肪细胞的葡萄糖氧化，表明可能需要适当的m6A含量来维持一定浓度的血糖。研究表明[16～19]，在T2DM患者中，m6A含量随着METTL3、METTL14和FTO的mRNA表达水平的升高而降低，它们呈负相关。在高糖状态下，FTO的表达增加，随之FTO促进叉头转录因子O1 （forkheadbox O1，FOXO1）、葡萄糖-6-磷酸酶（glucose-6-phosphatase catalytic，G6PC）和二酯酰甘油酰基转移酶 2 （diacylglycerol O-acyl-transferase 2，DGAT2）mRNA的表达。由于FOXO1、G6PC和DGAT2的mRNA均与血糖调节及T2DM有关，因此FTO可能通过调节上述基因的mRNA表达参与T2DM的发生发展。SHEN等人[20]研究表明T2DM中m6A含量的降低会导致葡萄糖的积累和代谢异常，从而使T2DM的情况恶化。表明m6A的耗竭可能进一步增加T2DM并发症的风险。

3 m6A与糖尿病创面愈合

糖尿病创面是糖尿病慢性并发症之一，它与神经病变、肾损伤、心肌损伤、血管损伤、酮症酸中毒等疾病并列[21]。有证据表明导致伤口愈合延迟的各种因素包括血糖水平升高、胰岛素抵抗增加、血管生成和炎症浸润[22]。研究表明[14]m6A 調控多种细胞进程，包括自我修复、分化、侵袭和凋亡。近年来，越来越多的研究者将目光聚集于m6A在糖尿病创面愈合中的作用，发现m6A对糖尿病创面愈合的发生发展具有重要的影响。

3.1 m6A对炎症细胞因子的影响

临床研究发现[23]，在创面瘢痕愈合的过程中，创面上的瘢痕形成与体内炎症刺激反应有密切关系，过度的炎症刺激反应可能会导致创面不正常愈合。研究发现[24]糖尿病组创面内炎症细胞因子，如白细胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）、白细胞介素-8（interleukin-8，IL-8）、肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）的含量明显高于非糖尿病组创面。METTL3敲除法可通过抑制一些炎症细胞因子的增加和各种炎性反应中相关的基因表达。METTL3耗竭增强了促炎细胞因子的表达，并增加了MAPK和NF-κB信号通路中ERK、p38、JNK和p65的磷酸化[25]。YU等人[26]研究结果表明，酒精会通过FTO介导的YTHDF2表观遗传修饰增加PPAR-αm6A的甲基化，最终导致NLRP3炎性小体的活化和NF-κB驱动的肾脏炎症。WEN等人[27]临床研究发现，在接受脂多糖LPS介导的小胶质细胞炎症中，METTL3表达水平增加，炎症细胞因子（IL-1β、TNF-α、IL-6和IL-18）和炎性蛋白（TRAF6、NF-κB）的表达水平升高。可见 m6A 在发生炎症反应时可以通过影响相关炎症细胞因子，从而参与糖尿病创面愈合的病理生理过程。

3.2 m6A对巨噬细胞的影响

巨噬细胞分布在人体组织中，它们通过吞噬的方式在病原体清除等方面有着重要作用，并且影响促炎过程、抗炎过程和组织修复[28]。根据状态的活化与发挥功能的不同，巨噬细胞主要可分为经典活化巨噬细胞（M1）和替代性活化巨噬细胞（M2）[29]。巨噬细胞M1通过分泌促炎性细胞因子和趋化因子，从而促进炎症反应;巨噬细胞M2则通过分泌抑制性细胞因子，从而减轻炎症反应[29～31]。在糖尿病创面中，巨噬细胞介导的炎症失调是疾病进展的标志。在损伤的正常机体中，最初巨噬细胞表现出促进炎症反应的表型，增加了炎症细胞因子的产生，增强了对病原体的杀伤能力。随着组织修复的进展，这些巨噬细胞转化为主要的抗炎表型。然而，在糖尿病创面中，促炎到抗炎巨噬细胞表型开关受损，炎症巨噬细胞在组织中积累，IL-12、TNF-α、IL-1β、MCP-1等炎性细胞因子的表达增加[32]。周源[33]的研究发现，METTL3在小鼠巨噬细胞M1极化过程中具有特异性上调。敲低METTL3会抑制M1而非M2极化过程。推测m6A甲基化形成的甲基转移酶METTL3可能会参与巨噬细胞的极化过程。LIU等人[34]研究发现，METTL3 甲基化信号传导和转录活化因子 1（signal transducers and activators of transcription 1，STAT1）的mRNA，从而上调STAT1 的表达，促进 M1巨噬细胞的极化。高玲[35]研究表明在动脉粥样硬化早期METTL3介导的m6A修饰参与巨噬细胞泡沫化。鉴于M1巨噬细胞在糖尿病创面中的关键作用，METTL3介导的巨噬细胞极化可能影响糖尿病创面愈合的发生和发展，因此可以作为潜在的抗炎目标。

3.3 m6A对自噬的影响

细胞降解途径——自噬，它与溶酶体融合，最终降解细胞里的细胞器和蛋白质[36～37]。研究发现[38]雷帕霉素能够诱导链脲佐菌素诱导的糖尿病小鼠的自噬活性升高，并促使创面中巨噬细胞向M1型极性状态转化，提高创面炎性水平;抑制自噬能够促使M2型巨噬细胞极性转化。糖尿病状态抑制创面组织细胞自噬[39]，可能为糖尿病溃疡创面愈合延迟的机制之一。SONG等人[40]研究了m6A在自噬中的作用，发现m6A修饰在缺氧/复氧（H/R）处理的心肌细胞和缺血/再灌注（I/R）处理的小鼠心脏中明显上调。 METTL3增加了I/R受损的自噬通量，抑制了细胞凋亡。JIN等人[41]研究表明FTO以m6A依赖的方式上调自噬相关蛋白UL K1（UNC-51类似激酶1）和自噬的蛋白质丰度。最近的一项研究表明[42]，meclofenamicacid（MA2）是一种高度选择性的FTO抑制剂，它抑制顺铂诱导的HEIOC1细胞中过度自噬的激活。FTO通过增强PI3K-AKT信号（负调控自噬）、线粒体膜电位和ATP生成，积极调节3T3-L1细胞的增殖和分化[43]。可见，m6A在自噬中的作用可能影响糖尿病创面愈合。

3.4 m6A對骨形态发生蛋白的影响

骨形态发生蛋白（bone morphogenetic proteins，BMPs）是一种蛋白质编码基因，编码TGF-β超家族，在各种生物学过程中起重要作用，包括胚胎发生、造血、神经发生和骨骼形态发生。BMP主要通过调节皮肤主要细胞（表皮和深层毛囊中的角化色素细胞、真皮成纤维细胞、黑素细胞和表皮干细胞等）活性，从而参与创面修复过程[44]。BMP信号的传递主要通过BMP-Smad信号通路。研究发现[28]敲低了METTL3，观察到脂多糖诱导的炎症中成骨标记，Smad1/5/9磷酸化水平降低。提示抑制METTL3促进了Smad信号转导的负调控因子Smad7和Smurf1的mRNA表达和稳定性。可见，METTL3介导的BMP-Smad信号通路可能影响糖尿病创面愈合。

4 小结与展望

综上所述，目前很多研究表明m6A参与糖尿病创面愈合，m6A甲基化转移酶、去甲基化转移酶均不同程度影响创面的愈合，特别是甲基化转移酶METTL3对炎症细胞因子、巨噬细胞、自噬及BMP-Smad信号通路的Smad因子的影响。但m6A甲基化参与糖尿病创面愈合的严重程度和具体机制均尚未明确，研究m6A与糖尿病创面愈合之间的相互作用关系，有望为糖尿病创面的治疗提供新的思路，具有广阔的应用前景。

参 考 文 献

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（收稿日期：2021-07-15 修回日期：2021-08-13）